JP2023182082A - 漏洩磁気検査装置、漏洩磁気検査装置の調整方法及び、欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】励磁器の磁束の方向に直交する方向の欠陥を精度よく検出することが可能な漏洩磁気検査装置を提供する。【解決手段】 漏洩磁気検査装置は、一端側に互いに異なる磁極が形成され、かつ前記一の方向に対して直交する方向に沿って配列される一対の脚部を有する励磁器と、前記一対の脚部の一端側において、前記一対の脚部の一方から他方に向かって配列され、かつ磁束を検出する複数の検出器と、前記複数の検出器の各々の検出信号に基づいて前記検査対象物の欠陥を検出する欠陥検出ユニットと、を備える。前記欠陥検出ユニットは、前記複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部間の磁気環境に応じたバイアス信号を加えるバイアス部と、前記バイアス部を通過した前記検出器ごとの信号に対して増幅処理を行うアンプ部と、前記増幅処理がされた信号に基づいて欠陥判定を行う欠陥判定部と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、薄鋼板の欠陥を検出する漏洩磁気検査装置、漏洩磁気検査装置の調整方法及び、欠陥検査方法に関する。

飲料缶用のブリキ鋼板、自動車用鋼板等の軟磁性の薄鋼板を製造するライン上（以下、オンラインとも称する）において、薄鋼板の表面や内部の欠陥を非破壊で検出することが行われている。

このような検査装置としては、検査対象物である薄鋼板の欠陥に起因する磁束を検出する漏洩磁気検査装置が知られている。漏洩磁気検査装置は、薄鋼板の検査領域の磁束を飽和させる励磁器（磁化器）と、磁化させた薄鋼板から漏洩した磁束を検出する検出器と、を含んで構成されている。すなわち、漏洩磁気検査装置は、薄鋼板から漏れ出た欠陥に起因する磁束を検出することにより、薄鋼板の欠陥を検出する。

ところで、薄鋼板をその幅方向に磁化させて欠陥検査を行うＣ方向磁化では、励磁器の磁極間に複数の検出器が配置される。このように検出器が配置される場合、当該磁極間における磁束密度は、検出精度の観点からばらつきが少ない方が好ましい。そこで、従来では、励磁器の磁極間の磁束のばらつきを低減することが行われている。（特許文献１～３参照）。

ところで、特許文献４には、薄鋼板の長手方向に延伸した欠陥を含む多様な欠陥を検出する漏洩磁気検査装置が開示されている。特許文献４に記載された欠陥判別ユニットでは、薄鋼板をその長手方向に磁化させて欠陥検査を行うＬ方向磁化が採用されている。

特開平８－１５２２７号公報 特開平７－２２２４０号公報 特許第６９０８２１３号公報 特開２０１４－１０６１３６号公報

しかしながら、特許文献１～３に記載された技術を適用して、励磁器の磁極間の磁束のばらつきを低減しても、当該磁束密度を完全に均一化するのは困難である。

そのため、Ｃ方向磁化を採用する場合には、複数の検出器の間で欠陥に対する感度に差が生じる問題がある。特に、薄鋼板の長手方向の延伸した欠陥は極めて低周波の信号として検出される傾向がある。各々の検出器の間で欠陥に対する感度に差が生じると、このような低周波の欠陥信号に対する検出感度が低下する問題がある。

ところで、漏洩磁気検査では、検出器からの信号がアンプによって増幅された後に、バンドパスフィルタによって所定の帯域がカットされる信号処理が行われる。

特許文献４に記載の欠陥判別ユニットをＣ方向磁化による欠陥検査に用いると、磁極間に生じる磁気勾配の影響により、検出器で検出される信号に直流信号が重畳される。そのため、アンプによる検出信号の増幅を一様に行うと、検出器によっては飽和が生じる恐れがある。したがって、アンプによる検出信号の増幅は、磁気勾配の影響を最も受ける検出器を考慮して、飽和が生じない程度に制限されている。

上述のように、薄鋼板の長手方向の延伸した欠陥は極めて低周波の信号として検出される傾向がある。このため、アンプによる検出信号の増幅が制限されると、検出信号に含まれる低周波のノイズと欠陥信号との分離が困難になり、薄鋼板の長手方向に延伸した欠陥を適切に検出することができない問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、検査対象物の欠陥を精度よく検出することが可能な漏洩磁気検査装置、漏洩磁気検査装置の調整方法及び、欠陥検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。

［１］
板状の検査対象物を一の方向へ搬送する搬送部と、
一端側に互いに異なる磁極が形成され、かつ前記一の方向に対して直交する方向に沿って配列される一対の脚部を有する励磁器と、
前記一対の脚部の一端側において、前記一対の脚部の一方から他方に向かって配列され、かつ磁束を検出する複数の検出器と、
前記複数の検出器の各々の検出信号に基づいて前記検査対象物の欠陥を検出する欠陥検出ユニットと、を備え、
前記欠陥検出ユニットは、
前記複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部間の磁気環境に応じたバイアス信号を加えるバイアス部と、
前記バイアス部を通過した前記検出器ごとの信号に対して増幅処理を行うアンプ部と、
前記アンプ部によって増幅処理がされた前記信号に基づいて欠陥判定を行う欠陥判定部と、を含む、漏洩磁気検査装置。
［２］
前記バイアス部が出力する前記バイアス信号を設定するバイアス信号設定部を備え、
前記バイアス信号設定部は、各々の前記バイアス信号の設定値の入力を受け付ける設定情報入力部を含みかつ、前記設定情報入力部が受け付けた前記設定値に基づいて前記バイアス信号を設定する、［１］に記載の漏洩磁気検査装置。
［３］
前記バイアス部が出力する前記バイアス信号を設定するバイアス信号設定部を備え、
前記バイアス信号設定部は、前記アンプ部により増幅処理された前記検出器ごとの出力に応じた増幅信号の入力を受け付ける信号入力部を含みかつ、
前記信号入力部に入力された前記増幅信号の強度に応じて前記バイアス信号を設定する［１］に記載の漏洩磁気検査装置。
［４］
前記バイアス信号設定部は、欠陥を有しない前記検査対象物を磁化させた際の前記検出器ごとの信号を取得し、当該信号に基づいて、前記バイアス信号を設定する、［２］又は［３］に記載の漏洩磁気検査装置。
［５］
前記バイアス部は、複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部の一方から他方の間に形成される磁気勾配に応じたバイアス信号を加える、［１］～［３］のいずれかに記載の漏洩磁気検査装置。
［６］
前記バイアス部は、複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部の一方から他方の間に形成される磁気勾配に応じたバイアス信号を加える、［４］に記載の漏洩磁気検査装置。
［７］
［２］又は［３］に記載の漏洩磁気検査装置を用いて、欠陥を有しない前記検査対象物を磁化させて、前記バイアス信号を設定する、漏洩磁気検査装置の調整方法。
［８］
［７］に記載の漏洩磁気検査装置の調整方法を用いて、前記バイアス信号の設定値を設定し、設定された前記バイアス信号の設定値を維持して前記検査対象物の欠陥を検査する欠陥検査方法。

本発明によれば、バイアス部を有することにより、励磁器の磁極間に形成される磁気環境の影響を緩和させることができる。したがって、アンプによる検出信号の増幅量を一様にすることができ、例えば、低周波の信号を精度よく検出することが可能となる。その結果、例えば、薄鋼板の長手方向に形成された欠陥を精度よく検出することが可能となる。

漏洩磁気検査装置の構成を示す構成図である。 漏洩磁気検査装置を用いた検査対象物の欠陥検査の態様を示す説明図である。 図１の欠陥検出ユニットの構成を示すブロック図である。 バイアス器の各々のバイアス信号を設定する態様を示す説明図である。 励磁ヨークの磁極間の幅方向の位置における磁束密度を示すグラフである。 バイアス部による検出器の検出信号に対してバイアス信号を加える態様を示す説明図である。 第２実施形態に係る欠陥検出ユニットの構成を示すブロック図である。 励磁ヨークの磁極間の幅方向の位置における磁束密度を示すグラフである。 第３実施形態に係る欠陥検出ユニットの構成を示すブロック図である。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る漏洩磁気検査装置の構成を示す。図１に示すように、漏洩磁気検査装置１００は、板状の検査対象物である薄鋼板（以下、ストリップともいう）ＳＰを一の方向（図１の紙面に垂直な方向）へ搬送する搬送部１０と、ストリップＳＰを磁化させる励磁器２０と、ストリップＳＰから漏れた磁束を検出する複数の検出器３１～３６と、複数の検出器３１～３６の各々の検出信号に基づいてストリップＳＰの欠陥を検出する欠陥検出ユニット４０と、欠陥検出ユニット４０による検出結果を表示する表示部５０と、を備える。

ストリップＳＰとしては、例えば、ブリキ鋼板、ＴＦＳ（ティンフリースチール）、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛メッキ鋼板の原板等の軟磁性材を挙げることができる。ストリップＳＰの厚さは、０．１～３．２ｍｍとすることが好ましく、０．１～２．０ｍｍとすることがより好ましい。例えば、ストリップＳＰが飲料缶用である場合、０．２ｍｍ程度とするとよく、自動車鋼板用では０．８ｍｍ程度とするとよい。

図２は、ストリップＳＰの欠陥検査の態様を示している。図２にも示すように、搬送部１０は、非磁性材料で形成された複数の非磁性ロール１１を含む。本実施形態においては、非磁性ロール１１は一の方向（流れ方向）である矢印方向に沿って２つ配置されている。したがって、搬送部１０は、一の方向（流れ方向）にストリップＳＰを搬送することができる。なお、搬送部１０である２つの非磁性ロール１１の間に、ストリップＳＰが巻き付くように他の非磁性ロール（図示せず）を配置して、ストリップＳＰと他の非磁性ロールとの接触面の反対側に励磁器２０を配置するように構成してもよい。

励磁器２０は、図１にも示すように、ストリップＳＰと対向するように設けられた励磁ヨーク２１と、磁気発生手段としての励磁コイル２２と、を有する。

励磁ヨーク２１は、図２にも示すように柱状に形成されている一対の脚部２１ａを有する。一対の脚部２１ａは、一端側に互いに異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）が形成され、かつ一の方向に対して直交する方向に沿って配列されている。励磁ヨーク２１は、一対の脚部２１ａの他端側を接続する梁状の接続部２３を有する。尚、励磁ヨーク２１の材質は軟磁性体であればよい。励磁ヨーク２１の具体的な素材としては、実用上は経済性を考慮して、例えば、一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００）等の鋼材を用いることができる。

励磁ヨーク２１は、搬送部１０の搬送方向（一の方向）からみて、底部側（一端側）が開口しかつ、上部側（他端側）が閉口した門型（Ｕ字状）に形成されている。したがって、励磁ヨーク２１は、一対の脚部２１ａの一端側の間に設けられた開口部ＯＰを有する。

一対の脚部２１ａの各々の一端は、ストリップＳＰの表面に近接して設けられている。すなわち、一対の脚部２１ａは、ストリップＳＰの表面上において、当該表面と対向して設けられている。言い換えれば、励磁器２０は、ストリップＳＰと対向する位置に設けられている。

ここで、励磁器２０とストリップＳＰとが対向するとは、励磁ヨーク２１の各々の脚部２１ａの一端がストリップＳＰに向けられて配置され、各々の脚部２１ａがストリップＳＰの表面に対してなす角度が概ね垂直であることをいう。

本実施形態においては、一対の脚部２１ａは、ストリップＳＰの表面に対してその軸方向が垂直に配置されている。また、一対の脚部２１ａの各々は、ストリップＳＰの表面と間隔を有して設けられている。

一対の脚部２１ａのうちの一方の脚部２１ａとストリップＳＰの表面との間隔は、他方の脚部２１ａとストリップＳＰの表面との間隔と実質的に同一になるように配置することが好ましい。尚、各々の脚部２１ａの一端からストリップＳＰの表面までの間隔は、概ね０．５～７．０ｍｍとすることが好ましい。

励磁コイル２２は、励磁ヨーク２１の接続部２３に巻回されている。励磁コイル２２は、直流電流が供給されることにより直流磁界を発生し、励磁ヨーク２１を磁化させる。すなわち、励磁コイル２２は、直流電流が供給されると、励磁ヨーク２１とともに電磁石となる。

励磁コイル２２は、その巻き数及び供給される電流のうち、少なくとも一方を大きくすることにより強力な電磁石となる。励磁コイル２２は、励磁ヨーク２１を介してストリップＳＰの検査領域に磁束を供給し、ストリップＳＰを磁化させる。

励磁コイル２２の巻き数は片側の脚部２１ａについて４００～２，０００程度とするとよい。また、励磁コイル２２に供給される電流は、１～９Ａ程度とすることが好ましい。励磁ヨーク２１が磁化された際には、一対の脚部２１ａの一端に互いに異なる磁極が形成される。具体的には、一方の脚部２１ａの先端がＮ極となり、他方の脚部２１ａの先端がＳ極となる。

励磁器２０は、その直流磁界を用いて強力な磁束をストリップＳＰの検査領域に供給し、ストリップＳＰを磁化させる。具体的には、ストリップＳＰの当該検査領域は、磁束が供給されると概ね１．７Ｔ以上の磁束密度となり、磁束飽和状態又は、磁束飽和に近い状態となる。

尚、励磁器２０の奥行方向の長さ（図１の紙面垂直方向の長さ、図２の流れ方向に沿った長さ）は、ストリップＳＰの大きさに応じて任意に設定することができる。例えば、励磁器２０の奥行方向の長さは、４０～１００ｍｍ程度とすることが好ましい。

励磁器２０の奥行長さを４０ｍｍ未満とすると、開口部ＯＰ（一対の脚部２１ａ間）に形成される磁場が不均一となる傾向があり、欠陥の検出精度に影響を及ぼす恐れがある。また、励磁器２０の奥行長さが１００ｍｍを超えると、欠陥の検出に必要以上の励磁エネルギーが必要となり、エネルギー効率が悪化する傾向がある。

本実施形態では、図１に示すように、ストリップＳＰは、励磁器２０によってストリップＳＰの搬送方向（一の方向）と直交するクロス方向（Ｃ方向、ストリップＳＰの幅方向）に励磁（Ｃ方向励磁）される。このため、ストリップＳＰの搬送方向（一の方向）に発生する長い欠陥を検出する際には、クロス方向に励磁することが有効となる。

Ｃ方向励磁の場合、励磁ヨーク２１の開口部ＯＰを広くする（一対の脚部２１ａ間の距離を長くする）ことにより、ストリップＳＰの幅方向に配置する励磁器２０の数を減らすことができる。これにより、設備費の低廉化を図ることができる。

そのような観点から、開口部ＯＰの間隔（一対の脚部２１ａ間の距離）Ｌは、４０～６００ｍｍとすることが好ましい。開口部ＯＰの間隔Ｌが４０ｍｍ未満とすると、ストリップＳＰの幅方向に配置する励磁器２０の数を減らすことができず、設備費の低廉化を十分に図ることができない恐れがある。

開口部ＯＰの間隔Ｌを長くするほど、１の励磁器２０によって検出できる幅方向の範囲を広くすることができる点で望ましい。しかし、開口部ＯＰの間隔Ｌを長くするほど、ストリップＳＰに供給される磁束が弱くなる。このため、間隔Ｌが６００ｍｍを超えると、欠陥の検出感度が低下する恐れがある。また、開口部ＯＰの間隔Ｌが６００ｍｍを超えると、励磁器２０の重量が大きくなり、それを保持する付帯的な装置も大型化する傾向がある。

ストリップＳＰに供給される磁束を十分に確保する観点から、開口部ＯＰの間隔Ｌは３００ｍｍ以下とすることが好ましく、２００ｍｍ以下とすることがより好ましく、１００～１５０ｍｍとすることがさらに好ましい。

幅が広いストリップＳＰを検査する場合、励磁器２０を幅方向に複数台設置して、ストリップＳＰの幅方向の全体を検査できるようにすることが好ましい。

検出器３１～３６は、磁気飽和状態となっているストリップＳＰから漏洩する磁束（磁力線）を検出する。検出器３１～３６としては、コイル式素子やホール素子などが挙げられる。

再び図１を参照すると、検出器３１～３６は、開口部ＯＰにストリップＳＰを磁化する方向に複数配置されている。言い換えれば、検出器３１～３６は、一対の脚部２１ａの一端側において、一対の脚部２１ａの一方から他方に向かって配列されている。

検出器３１～３６は、磁極間の距離、すなわち一対の脚部２１ａの間隔に応じて複数設けられるとよい。検出器３１～３６が設けられる数に特に制限はないが、本実施形態においては、互いに所定の間隔を有して６つ配されている。

それぞれの検出器３１～３６は、磁束を検出すると、その磁束に応じた大きさのアナログ電圧信号を欠陥検出ユニット４０に送信する。

欠陥検出ユニット４０は、検出器３１～３６から送信された検出信号に基づいて、ストリップＳＰが欠陥を有することを検出する。すなわち、欠陥検出ユニット４０は、ストリップＳＰの欠陥に対応する欠陥信号を検出する機能を備える。欠陥検出ユニット４０は、ストリップＳＰが欠陥を有することを検出すると、表示部５０に検出結果を表示させる。

表示部５０は、欠陥検出ユニット４０から送信された検出結果を表示する。表示部５０としては、例えば、ディスプレイ等を用いることができる。検出結果の表示の態様は、例えば、「欠陥あり」の文字を表示させることができる。

図３は、欠陥検出ユニット４０の構成を示す。図３に示すように、欠陥検出ユニット４０は、開口部ＯＰに配置される複数の検出器３１～３６から送信された検出信号に対して個別にバイアス信号を加えるバイアス部４１と、バイアス部４１を通過した検出器３１～３６ごとの信号に対して増幅処理を行うアンプ部４２と、アンプ部４２で増幅された検出器３１～３６ごとの信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部４３と、Ａ／Ｄ変換部４３を通過したデジタル信号の所定の帯域をカットするフィルタ部４４と、フィルタ部４４を通過した信号を用いて欠陥判定を行う欠陥判定部４５と、を含む。尚、フィルタ部４４は、必須の構成ではなく、実施の態様に応じて適宜欠陥検出ユニット４０を構成するとよい。

バイアス部４１は、バイアス器４１１～４１６を有する。バイアス器４１１～４１６の各々は、検出器３１～３６から出力された検出信号を予め設定されたバイアス信号を付与する。バイアス器４１１～４１６の各々が付与するバイアス信号は、開口部ＯＰに形成される磁気環境、すなわち、磁気勾配に応じて定められる。

具体的には、バイアス部４１は、それぞれの検出器３１～３６に対して、個別に設定したバイアス信号を付与する複数のバイアス器４１１～４１６を含んで構成される。

バイアス器４１１～４１６は、各々の検出器３１～３６に対応して設けられている。バイアス器４１１～４１６は、検出器３１～３６のセンサー信号（検出信号）に対して、個別にバイアス信号を加える加算器または減算器から構成してもよい。

すなわち、バイアス器４１１～４１６は、検出器３１～３６からの信号と、外部信号として一定の電圧値と、が入力される。バイアス器４１１～４１６は、それらの加算結果または減算結果に対応するバイアス信号をアンプ部４２に出力する。

アンプ部４２は、それぞれのバイアス器４１１～４１６から出力された検出信号に対して増幅を行う。アンプ部４２は、例えば、バイアス器４１１～４１６から出力される信号の各々に対して同一の増幅率で増幅する。

増幅率の設定は、例えば、最大電圧を５Ｖとし、その最大電圧の範囲内でありかつ、ストリップＳＰの欠陥を感度良く検出できる大きな増幅率を設定するとよい。本実施形態の漏洩磁気検査装置１００は、バイアス部４１によって開口部ＯＰに形成される磁気環境、すなわち、磁気勾配の影響が低減されているので、従来技術に比べて大きな増幅率を設定することができる。

Ａ／Ｄ変換部４３は、ストリップＳＰで検出される欠陥の判定を行う際に外乱となるノイズの影響を軽減する。これにより、欠陥判定部４５は、欠陥判定を正確に行うことができる。Ａ／Ｄ変換部４３が行う信号処理は、例えば９６Ｈｚ程度とするとよい。このようにＡ／Ｄ変換部４３を設定することで、ストリップＳＰの搬送速度を７００ｍ／ｍｉｎに設定した場合でも、欠陥を良好に検出することができる。

フィルタ部４４は、時系列のデジタル信号に対して、予め設定された低周波成分及び高周波成分を遮断する。具体的には、フィルタ部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３と欠陥判定部４５の間に、必要に応じて配される。

フィルタ部４４は、デジタル信号に対して、予め設定された低周波成分を遮断する低周波遮断部４４ａ及び、予め設定された高周波成分を遮断する高周波遮断部４４ｂを有する。

低周波遮断部４４ａ及び、高周波遮断部４４ｂは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることができる。具体的には、低周波遮断部４４ａとしては、ハイパスフィルタを用いることができる。高周波遮断部４４ｂとしては、ローパスフィルタを用いることができる。フィルタ部４４は、ハイパスフィルタと、ローパスフィルタと、を組み合わせて構成することが好ましい。

バンドパスフィルタのカットオフ周波数の下限は、検出したい欠陥長さの通過時間を一波長とした正弦波の周波数相当よりも小さい周波数に設定とするとよい。また、カットオフ周波数の帯域は、ストリップＳＰの長手方向に長い欠陥でＳ／Ｎが高くなるように選択するとよい。

例えば、バンドパスフィルタのカットオフ周波数の下限は０．０１～１００．００Ｈｚで設定するとよく、好ましくは、０．１０～１０．００Ｈｚで設定するとよい。また、バンドパスフィルタのカットオフ周波数の下限は、ストリップＳＰの欠陥検査を行う製造ラインのライン速度に応じて決定するとよく、ライン速度の変化に応じてカットオフ周波数の下限を変更するようにしてもよい。

バンドパスフィルタのカットオフ周波数の上限は、１００～２００Ｈｚに設定するとよい。カットオフ周波数の上限をこのような範囲にすることで、ライン速度が速くなった場合にストリップＳＰのバタつき等による影響（ノイズ）を排除することができる。

欠陥判定部４５は、従来の欠陥検出ユニットに用いられる欠陥判定部と同様の機能を有するものを適用できる。すなわち、欠陥判定部４５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを有するコンピュータ（図示せず）を有する。欠陥判定部４５は、閾値と欠陥信号とを対比し、欠陥信号が閾値を越えた場合に、ストリップＳＰに欠陥があると判定する。

具体的には、欠陥判定部４５は、欠陥信号が予め定めた閾値を超えた場合に、「欠陥有り」と判定する。当該判定における閾値の設定は、欠陥を有するストリップＳＰの信号強度に基づいて行うとよい。例えば、過去の操業実績において、欠陥と判定された欠陥信号の強度を特定し、当該欠陥信号の強度を参考値とし、当該参考値に基づいて閾値を設定するとよい。

欠陥判定部４５は、このような欠陥判定処理により、閾値を超えた信号が得られたときに「欠陥有り」とする表示情報を生成し、当該表示情報を表示部５０に出力する。

尚、欠陥判定部４５は、コンピュータによる情報処理により、検出した欠陥に関する大きさや重度などを判定し、表示部５０にそれらの判定結果を表示させるとよい。具体的には、欠陥判定部４５は、欠陥信号の閾値からの差分に基づいて、欠陥の大きさや、欠陥の重要度の度合いを示す欠陥度合い情報を生成し、当該欠陥度合い情報を表示部５０に表示させる。

図４は、バイアス器４１１～４１６の各々のバイアス信号を設定する態様を示している。図４に示すように、漏洩磁気検査装置１００は、バイアス部４１のバイアス器４１１～４１６の各々が出力するバイアス信号を設定するバイアス信号設定部４６を備える。

バイアス信号設定部４６としては、例えば、ラダータイプのバイアス回路を用いることができる。ラダータイプのバイアス回路は、複数の固定抵抗器Ｒ―０～Ｒ―５を直列に接続しかつ、固定抵抗器Ｒ―５の一端及び、固定抵抗器Ｒ―０一端に定電圧を付与するバイアス電源を接続することにより構成することができる。

ラダータイプのバイアス回路をバイアス信号設定部４６として用いることで、固定抵抗器Ｒ―５～Ｒ―０間から互いに異なるバイアス電圧が取り出され、当該バイアス電圧がバイアス器４１１～４１６の各々に入力される。言い換えれば、バイアス信号設定部４６は、各々のバイアス電圧をバイアス器４１１～４１６に入力することにより、バイアス部４１が出力するバイアス信号を設定する。

具体的には、バイアス信号の設定値は、バイアス信号設定部４６をラダータイプのバイアス回路として構成した場合、互いに直列に配置した各々の固定抵抗器の抵抗値を調整することにより設定することができる。

各々の固定抵抗器の抵抗値は、欠陥のないストリップＳＰを磁化して、すべての検出器３１～３６のセンサー出力が概ねゼロになるように調整するとよい。

このような抵抗値の調整は、漏洩磁気検出装置の製造の際、又は、オンラインでの欠陥検出で使用する前に実施するとよい。開口部ＯＰに形成される磁気環境、すなわち、磁気勾配は、励磁器２０の配置によって決定される。このため、励磁器２０及ぶ検出器３１～３６の構成を変更しない限りバイアス信号の再調整は基本的には不要となる。ただし、励磁コイル２２などの経時的な特性変化（磁気環境の変化）により、磁気勾配の挙動が変化することもあるため、３か月に一度程度の調整を行うことが好ましい。

図５は、励磁ヨーク２１の幅方向の位置に応じた磁束密度を示している。尚、図５における幅方向の位置は、間隔Ｌの中心からの距離を示している。漏洩磁気検査装置１００では、開口部ＯＰの間隔Ｌを大きくすると、開口部ＯＰにおける磁気勾配が生じやすい。例えば、図５に示すように、励磁ヨーク２１には、その幅方向の位置に応じて磁気が異なり、－６０～６０ｍＴまでの磁気勾配が形成されている。

具体的には、開口部ＯＰの幅方向の位置が４０ｍｍあたりで、約６０ｍＴの磁気勾配が生じている。バイアス部４１を備えていない場合、このような磁気勾配が生じると、検出器で出力される電圧にも同様の磁気勾配が重畳される。

すなわち、ストリップに欠陥が存在しない場合には、それぞれの検出器からセンサー出力は０Ｖで出力されることが好ましい。しかし、磁気勾配の影響により、検出器からは＋αＶから－αＶの範囲で出力される。

従来の欠陥検出ユニットでは、検出器からのセンサー出力をアンプ部により、そのまま増幅するので、増幅率が大きいと、例えば＋αＶの出力が出されている検出器の出力が飽和（例えば＋５Ｖ）する場合がある。

アンプ部により増幅されたアナログ信号が飽和してしまうと、ストリップＳＰの欠陥検査時に磁束の変動を検出できなくなり、適切な欠陥の検出が困難となる。そのため、アンプ部における増幅率に上限を設ける必要が生じ、結果として検出器のセンサー出力を十分増幅させることができず、欠陥検出の感度が低下する。また、複数の検出器を配置するＣ方向励磁において、開口部ＯＰの全域で磁束密度を均一に付与することは困難である。

図６は、バイアス部４１による検出器３１～３６の検出信号に対してバイアス信号を加える態様を示している。図６に示されるように、バイアス信号設定部４６は、ストリップＳＰに欠陥がない場合にはバイアス器４１１～４１６から出力されるバイアス信号（電圧）が０Ｖになるように、バイアス器４１１～４１６が出力するバイアス信号を設定する。

したがって、本実施形態の漏洩磁気検査装置１００は、バイアス部４１を備えることにより、開口部ＯＰに生じる磁気環境、すなわち、磁気勾配から受ける個々の検出器３１～３６への影響を一定程度低減することができる。このため、ストリップＳＰに欠陥が生じていない場合に、検出器３１～３６の出力を全体としてゼロに近づけることができる。これにより、検出器３１～３６が欠陥を検出した際にアンプ部４２においてセンサー信号を増幅させても信号が飽和することがなくなり、欠陥検出の精度を高めることができる。

漏洩磁気検査装置１００は、励磁器２０の構成によって異なる磁気環境、すなわち、磁気勾配の特性に応じて、適正なバイアス信号の設定値を各々のバイアス器４１１～４１６に対して設定するとよい。

例えば、バイアス信号設定部４６は、励磁器２０によって欠陥のないストリップＳＰを検査する場合に、アンプ部４２から出力されるそれぞれの検出器３１～３６の計測値を取得し、各々の計測値がゼロになるようにバイアス信号を設定するとよい。言い換えれば、バイアス信号設定部４６は、欠陥を有しないストリップＳＰを磁化させた際の検出器３１～３６ごとの信号を取得し、当該信号に基づいて、バイアス信号を設定する。

これにより、ストリップＳＰに欠陥が生じていない状態で検出器３１～３６のセンサー出力を個別にゼロに近づけることができる。したがって、漏洩磁気検査装置１００は、開口部ＯＰに生じる磁気勾配が直線状ではない場合でも、個々の検出器３１～３６への磁気勾配の影響をキャンセルすることができる。言い換えれば、漏洩磁気検査装置１００は、開口部ＯＰの磁気環境の影響を低減することができる。

ストリップＳＰの欠陥検査（操業）の際には、設定されたバイアス信号の設定値でバイアス信号設定部４６から出力されるバイアス信号を維持するとよい。このようにすることで、アンプ部４２においてセンサー信号を一様に増幅させても信号が飽和することを抑制することができ、欠陥検出の感度を向上させることができる。

このように、ラダータイプのバイアス回路を用いて、バイアス信号の設定値が操業の際に維持されることで、簡易な構成で運用コストを低減することができる。

また、バイアス信号設定部４６は、可変抵抗素子を用いたラダータイプのバイアス回路を用いてもよい。この場合、ストリップＳＰに欠陥が生じていない状態で検出器３１～３６のセンサー出力を個別に記録しておき、バイアス部４１から出力がゼロに近づくように、バイアス回路の可変抵抗素子の抵抗値を個別に調整することができる。このように、バイアス信号設定部４６を構成することにより、簡易な回路により構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。

以上のように、本発明の漏洩磁気検査装置１００によれば、開口部ＯＰにおける磁束密度が不均一な場合であっても、高感度に欠陥を検出することが可能となる。

（第２実施形態）
バイアス器４１１～４１６は、例えば、バイアス信号を設定するコンピュータと接続され、当該コンピュータからの信号に基づいて、バイアス信号を加えるようにしてもよい。

本実施形態の欠陥検出ユニットは、複数の検出器３１～３６からの検出信号に対して、予め設定されるバイアス信号の設定値を、電圧信号に変換してバイアス部４１に加える。尚、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る欠陥検出ユニット６０の構成を示している。図７に示すように、欠陥検出ユニット６０は、バイアス信号設定部６１を有する。バイアス信号設定部６１は、バイアス信号の設定値の入力を受け付ける設定情報入力部６２と、入力されるバイアス信号の設定値を調整する設定部６３と、バイアス信号としてアナログ電圧をバイアス部４１に与えるためのＤ／Ａ変換部６４と、を有する。尚、Ｄ／Ａ変換部６４は、必須の構成ではなく、実施の態様に応じて適宜用いられる。

設定情報入力部６２は、ユーザの操作により、文字、数字等を入力することが可能な入力装置である。設定情報入力部６２としては、例えば、キーボード、タッチパネル等を用いることができる。

設定部６３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを含むコンピュータである。設定部６３は、設定情報入力部６２及び、Ｄ／Ａ変換部６４とデータ通信可能に接続されている。したがって、設定部６３は、設定情報入力部６２が受け付けたバイアス信号の設定値をＤ／Ａ変換部６４を介してバイアス部４１に入力可能である。

本実施形態の漏洩磁気検査装置１００によれば、設定情報入力部６２で入力されるバイアス信号の設定値を、それぞれのバイアス器４１１～４１６に対するバイアス信号として与えることが可能になる。

図８は、励磁ヨーク２１の幅方向の位置に応じた磁気を示している。尚、図８における幅方向の位置は、間隔Ｌの中心からの距離を示している。漏洩磁気検査装置１００では、開口部ＯＰの間隔Ｌを大きくすると、その位置に応じて磁束密度が変化しやすい。例えば、図８に示すように、励磁ヨーク２１には、その幅方向の位置に応じて磁気が異なり、間隔Ｌの中心である０ｍｍ付近においては約１６９０ｍＴであるが、－６０ｍｍ及び６０ｍｍの位置においては、約１７４５ｍＴである。すなわち、図８においては、磁束密度は、下に凸となるような湾曲した曲線で表されている。

したがって、このような磁束密度に対応した設定値が設定情報入力部６２を介して入力されることにより、バイアス信号設定部６１は、検出器３１～３６の出力をゼロに近づけるようにバイアス信号を設定することができる。

本実施形態の漏洩磁気検査装置１００によれば、検出器３１～３６の出力をゼロに近づけるように個別に調整することができる。したがって、本実施形態の漏洩磁気検査装置１００は、図５に示すような開口部ＯＰにおいて直線状の磁気勾配が生じている場合だけでなく、図８に示す曲線状の磁束密度分布が生じる場合であっても、欠陥の検出の感度を良好にすることができる。言い換えれば、本実施形態の漏洩磁気検査装置１００は、開口部ＯＰに生じる磁気環境の影響を低減することにより、欠陥の検出の感度を良好にすることができる。

また、第１実施形態と同様に、バイアス信号設定部６１は、励磁器２０によって欠陥のないストリップＳＰを検査する場合に、アンプ部４２から出力されるそれぞれの検出器３１～３６の計測値を取得し、各々の計測値がゼロになるようにバイアス信号を設定するとよい。具体的には、バイアス信号設定部６１は、各々の計測値がゼロになるように設定情報入力部６２から入力された設定値を参照してバイアス信号を設定するとよい。

尚、バイアス信号の設定値は、アンプ部４２に接続された電圧計から出力に基づいて設定するとよい。例えば、バイアス信号の設定値は、アンプ部４２からの出力と同じ絶対値で、正負が異なる値を設定してもよい。

このように設定値を設定することで、検出器３１～３６などの素子やアンプ部４２の温度変化によるドリフトやオフセットなどの外乱が発生しても、それらの影響を除去することができる。このため、アンプ部４２は、安定的に増幅を行うことが可能となる。

（第３実施形態）
バイアス信号設定部は、Ａ／Ｄ変換部４３によって変換されたデジタル信号に基づいて、バイアス信号を設定するようにしてもよい。尚、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図９は、本実施形態に係る欠陥検出ユニット７０の構成を示している。図９に示すように、欠陥検出ユニット７０は、バイアス信号設定部７１を有する。バイアス信号設定部７１は、アンプ部により増幅処理された検出器３１～３６ごとの出力に応じた増幅信号の入力を受け付ける信号入力部７２と、バイアス信号の設定値を調整する設定部７３と、バイアス信号としてアナログ電圧をバイアス部４１に与えるためのＤ／Ａ変換部７４と、を有する。尚、Ｄ／Ａ変換部７４は、必須の構成ではなく、実施の態様に応じて適宜用いられる。

信号入力部７２は、Ａ／Ｄ変換部４３から出力される信号を設定部７３に送信するためのインターフェースである。

設定部７３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを含むコンピュータである。設定部７３は、信号入力部７２及び、Ｄ／Ａ変換部７４とデータ通信可能に接続されている。したがって、設定部７３は、信号入力部７２に入力された信号に基づく設定値をＤ／Ａ変換部７４を介してバイアス部４１に入力可能である。

設定部７３は、信号入力部７２に入力される信号に基づいて、その信号と絶対値が同じでありかつ、正負が異なる値を設定値として設定するとよい。設定部７３がこのように設定値を設定することにより、Ａ／Ｄ変換部４３から出力される信号の値がゼロに近づけることができる。したがって、本実施形態の漏洩磁気検査装置１００によれば、励磁器２０の構成によって異なる磁気勾配の特性に応じて、適正なバイアス信号の設定値が自動的に設定することができる。

尚、設定部７３による設定は、欠陥のないストリップＳＰを用いて行われるとよい。言い換えると、バイアス信号設定部７１は、欠陥を有しないストリップＳＰを磁化させた際の検出器３１～３６ごとの信号を取得し、当該信号に基づいて、バイアス信号を設定する。

また、自動的に設定されたバイアス信号の設定値は、例えばバイアス信号設定部７１に備える記憶部（図示せず）に格納するとよい。設定部７３は、ストリップＳＰの欠陥の検査の際（操業の際）に記憶部で保持されている当該設定値を読み出し、その設定値を用いてバイアス信号を設定するようにしてもよい。このように設定値が設定されることで、アンプ部４２において信号を増幅させても信号が飽和することを抑止することができ、欠陥の検出の感度を高めることができる。

尚、欠陥の検査が実行されている操業の際には、設定部７３は、記憶部（図示せず）に保持されている設定値を用いて設定するとよい。このようにした場合であっても、信号入力部７２は、アンプ部４２により増幅処理された検出器３１～３６ごとの信号の入力を受け付けるようにしてもよい。

尚、欠陥検出ユニット４０を構成する各機器に経時的な特性変化が生じ、磁気環境、すなわち、磁気勾配の特性が変化する場合がある。このため、漏洩磁気検査装置１００が一定期間稼働した後には、バイアス信号の設定を行うとよい。例えば、漏洩磁気検査装置１００が３か月程度継続して稼働した後に、バイアス信号の再設定を行うようにするとよい。このような再設定を行うために、設定部７３は、バイアス信号の再設定を行う「再設定モード」と、設定された設定値を維持する「操業モード」とのモードの切り替えができるようにするとよい。

本実施形態の漏洩磁気検査装置１００によれば、第２実施形態と同様に、検出器３１～３６の出力をゼロに近づけるように個別に設定することができる。したがって、本実施形態の漏洩磁気検査装置１００は、図５に示すような開口部ＯＰにおいて直線状の磁気勾配が生じている場合だけでなく、図８に示す曲線状の磁束密度分布が生じる場合であっても、欠陥の検出の感度を良好にすることができる。言い換えれば、本実施形態の漏洩磁気検査装置１００は、開口部ＯＰに生じる磁気環境の影響を低減することにより、欠陥の検出の感度を良好にすることができる。

また、第２実施形態と同様に、バイアス信号の設定値は、アンプ部４２に接続された電圧計から出力に基づいて設定するとよい。例えば、バイアス信号の設定値は、アンプ部４２からの出力と同じ絶対値で、正負が異なる値を設定してもよい。

このように設定値を設定しても第２実施形態と同様に、検出器３１～３６などの素子やアンプ部４２の温度変化によるドリフトやオフセットなどの外乱が発生しても、それらの影響を除去することができる。このため、アンプ部４２は、安定的に増幅を行うことが可能となる。

尚、本実施形態においては、Ａ／Ｄ変換部４３によって変換されたデジタル信号が入力されるようにしたが、アンプ部４２によって増幅されたアナログ信号が信号入力部７２に入力されるようにしてもよい。

１００ 漏洩磁気検査装置
１０ 搬送部
２０ 励磁器
２１ａ 脚部
３１～３６ 検出器
４０ 欠陥検出ユニット
４１ バイアス部
４２ アンプ部
４５ 欠陥判定部
４６ バイアス信号設定部
６１ バイアス信号設定部
６２ 設定情報入力部
７１ バイアス信号設定部
７２ 信号入力部

Claims (8)

1. 板状の検査対象物を一の方向へ搬送する搬送部と、
   一端側に互いに異なる磁極が形成され、かつ前記一の方向に対して直交する方向に沿って配列される一対の脚部を有する励磁器と、
   前記一対の脚部の一端側において、前記一対の脚部の一方から他方に向かって配列され、かつ磁束を検出する複数の検出器と、
   前記複数の検出器の各々の検出信号に基づいて前記検査対象物の欠陥を検出する欠陥検出ユニットと、を備え、
   前記欠陥検出ユニットは、
   前記複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部間の磁気環境に応じたバイアス信号を加えるバイアス部と、
   前記バイアス部を通過した前記検出器ごとの信号に対して増幅処理を行うアンプ部と、
   前記アンプ部によって増幅処理がされた前記信号に基づいて欠陥判定を行う欠陥判定部と、を含む、漏洩磁気検査装置。
2. 前記バイアス部が出力する前記バイアス信号を設定するバイアス信号設定部を備え、
   前記バイアス信号設定部は、各々の前記バイアス信号の設定値の入力を受け付ける設定情報入力部を含みかつ、前記設定情報入力部が受け付けた前記設定値に基づいて前記バイアス信号を設定する、請求項１に記載の漏洩磁気検査装置。
3. 前記バイアス部が出力する前記バイアス信号を設定するバイアス信号設定部を備え、
   前記バイアス信号設定部は、前記アンプ部により増幅処理された前記検出器ごとの出力に応じた増幅信号の入力を受け付ける信号入力部を含みかつ、
   前記信号入力部に入力された前記増幅信号の強度に応じて前記バイアス信号を設定する請求項１に記載の漏洩磁気検査装置。
4. 前記バイアス信号設定部は、欠陥を有しない前記検査対象物を磁化させた際の前記検出器ごとの信号を取得し、当該信号に基づいて、前記バイアス信号を設定する、請求項２又は３に記載の漏洩磁気検査装置。
5. 前記バイアス部は、複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部の一方から他方の間に形成される磁気勾配に応じたバイアス信号を加える、請求項１～３のいずれかに記載の漏洩磁気検査装置。
6. 前記バイアス部は、複数の検出器の前記検出信号の各々に対して、前記一対の脚部の一方から他方の間に形成される磁気勾配に応じたバイアス信号を加える、請求項４に記載の漏洩磁気検査装置。
7. 請求項２又は３に記載の漏洩磁気検査装置を用いて、欠陥を有しない前記検査対象物を磁化させて、前記バイアス信号を設定する、漏洩磁気検査装置の調整方法。
8. 請求項７に記載の漏洩磁気検査装置の調整方法を用いて、前記バイアス信号の設定値を設定し、設定された前記バイアス信号の設定値を維持して前記検査対象物の欠陥を検査する欠陥検査方法。

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